考虑太阳耗尽效应的 WIMP 在太阳系中的扩散及其对地球捕获率的影响
天体物理学
2009-11-10 v1
摘要
弱相互作用巨型粒子 (WIMP) 可能被地球捕获,最终沉积至地球核心,发生湮灭并产生如中子子等可供中子望远镜探测的中子. 地球被认为并非直接从银河星系暗物质 halo 中捕获 WIMP,而是从因与太阳系内行星的引力相互作用而在太阳系中扩散分布的 WIMP 中捕获. 最近有人对这些 WIMP 轨道因太阳捕获而可能缩短的寿命提出了质疑. 本文通过详细的数值模拟研究了此问题. 与早先的估计相比较,我们发现 WIMP 速度分布在约 70 km/s 以下显著抑制,这主要影响质量较大的 WIMP (超过约 100 GeV). 在 1 TeV 及以上,削减幅度接近 10 倍. 我们将这些结果应用于 WIMP 为超对称中性子的情形,并指出在最小超对称标准模型 (MSSM) 中,湮灭率及其因此产生的中子通量的削减幅度甚至超过捕获率削减幅度. 在质量超过约 1 TeV 的情况下,削减幅度接近两个数量级. 这种削减将使得与早先估计相比较,在地球上发现重型 WIMP 湮灭产生的中子要困难得多.
引用
@article{arxiv.astro-ph/0401113,
title = {WIMP diffusion in the solar system including solar depletion and its effect on Earth capture rates},
author = {Johan Lundberg and Joakim Edsjo},
journal= {arXiv preprint arXiv:astro-ph/0401113},
year = {2009}
}
备注
22 pages, 20 figures, uses revtex